專利名稱：基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)的實現方法
技術領域：
本發(fā)明屬于空間信息、網絡數據共享和決策支持領域，具體涉及一種基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)的實現方法。
背景技術：
空間決策支持系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的一個新興科學技術領域，它是一種用戶能夠利用空間數據、應用模型、軟件工具和專家知識等資源， 自主、靈活和高效地生成復雜空間決策問題的多個方案，并能對它們進行比較與選擇的計算機信息系統(tǒng)。隨著數據共享思想的不斷擴展和各種開放式數據標準的制定，大量分布式的空間數據庫正在不斷涌現，并通過網絡為全球用戶提供數據共享服務。但迄今為止，這種共享主要還是處在數據共享水平，尚沒有達到決策應用階段。在海量空間數據被人類采集的同時， 處理空間數據的模型也不斷豐富，涉及到各種算法知識和不同行業(yè)的背景知識的模型被構建出來，而且這些模型分別存放在網絡上的不同位置，并且采用不同的開發(fā)和運行標準，這就使得空間決策支持系統(tǒng)所需要的空間數據模型的獲取和共享變得非常困難。面對海量空間數據，人們缺乏通用的分析工具；面對異構的空間數據處理模型，人們缺乏對模型通用集成工具。這使廣大用戶往往感覺無所適從，從而形成了資源的巨大浪費?；赪eb的空間決策支持系統(tǒng)正是為了解決這一問題而提出的。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現有技術中的缺點，提供一種運行于網絡環(huán)境下的空間決策支持系統(tǒng)的實現方法。基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)提供了一種先進的決策環(huán)境，能夠對網絡環(huán)境下的空間數據資源、空間分析模型資源進行統(tǒng)一管理，從而能在需要時快速找到所需要的數據和模型，進行空間數據和模型之間的協同運算，并在運算同時使用戶實現對運算過程的干預和交互，獲得高度綜合的知識，幫助用戶找到相對滿意的決策方案，為決策支持提供依據。位于決策服務中心的空間決策支持系統(tǒng)，配備了虛擬的數據庫和模型庫，另外還有方法庫、知識庫、工具庫、實例庫等決策輔助庫，并通過相應的管理系統(tǒng)對它們進行維護與管理。決策支持界面是整個系統(tǒng)的操作界面，通過調用網絡環(huán)境下的模型資源、數據資源和其他各種資源，來搭建決策流程。的空間決策支持系統(tǒng)集成了 6個功能模塊系統(tǒng)注冊與管理模塊、模型注冊與管理模塊、數據注冊與管理模塊、實例注冊與管理模塊、決策工作流模塊和Web空間可視化模塊。所述系統(tǒng)注冊與管理模塊，是對系統(tǒng)用戶進行統(tǒng)一的管理。用戶可以注冊自己的信息后登陸系統(tǒng)，管理員可以對數據庫中的注冊用戶信息進行管理，為不同的用戶提供不同量級的服務。主要包括用戶注冊、用戶管理、系統(tǒng)功能注冊擴展、系統(tǒng)功能管理等功能。所述模型注冊與管理模塊，是一個基于UDDI建立的服務器端的模型管理系統(tǒng)。每個模型被封裝成一個Web krvice，實現模型的發(fā)布、搜索與管理。模型庫不僅能存儲系統(tǒng)自己開發(fā)的模型，還能接受其他開發(fā)者所提供的模型注冊，滿足模型共享需求；由于模型程序體位于模型提供者自己的服務器上，其運行也是在各自的服務器上進行，它實際是一個虛擬的模型庫，模型庫僅提供了對模型體的索引。系統(tǒng)特有的搜索方法能從網絡環(huán)境中快速找到已經發(fā)布的模型并能夠進行調用。這種管理方式將整個網絡看成一個開放式的組件平臺，屏蔽了不同模型的異構性，而且可以在不同的模型之間進行組合，滿足復雜分析的需要。主要包括模型注冊、模型查詢、模型元數據編輯、模型刪除、模型修改等功能。所述數據注冊與管理模塊，是一個數據服務提供者注冊、發(fā)布地理信息服務的平臺。基于UDDI建立的空間數據服務管理系統(tǒng)，可以看成是一種分布式存儲的虛擬空間數據庫系統(tǒng)，不同數據服務提供者可以在此數據庫中注冊自己的數據服務，以便為廣大用戶提供數據共享服務，實現對空間數據服務的注冊、發(fā)布、瀏覽與服務提供。空間數據服務的開發(fā)和管理符合OGC Web Service規(guī)范OVMS/WFS/WCS/GML)，通過麗S實現空間數據的地圖服務，通過WFS實現要素級數據服務，通過WCS實現專題圖層級的數據服務，通過GML實現異構空間數據的傳輸與集成。包括數據注冊、數據查詢、數據元數據編輯、數據刪除、數據修改等功能。所述實例注冊與管理模塊，對具體的決策流程進行管理，可以在需要的情況下快速找出已有的成熟決策實例，提高決策支持的效率。采用UDDI管理、以XML描述的、匹配Web Services的決策支持工作流方案的形式來實現。當決策者通過基于網絡的空間決策支持系統(tǒng)的決策支持工作流系統(tǒng)通過組合各種數據和模型，不斷的嘗試和驗證決策支持實例，獲得合適的決策支持方案實例，決策支持工作流系統(tǒng)生成采用工作流描述模型來描述的決策支持實例工作流，對決策支持實例工作流進行存儲，同時對決策支持實例的元數據在UDDI 中進行注冊。包括實例注冊、實例查詢、實例元數據編輯、實例刪除、實例修改等功能。所述決策工作流模塊，是基于HTTP標準的客戶端程序，具備可視化決策流程的開發(fā)能力。它能調用網絡環(huán)境下的模型資源、數據資源和其他各種資源，來搭建決策流程，并利用內部的服務語義解析引擎和服務工作流管理引擎，對決策流程的運行進行控制，保證決策過程的正常執(zhí)行。包括決策支持工作流可視化、決策支持工作流動態(tài)生成、決策支持工作流解析執(zhí)行、決策支持實例生成和注冊等功能。所述Web空間可視化模塊，是對空間決策支持的可視化，包括基礎空間信息顯示、 基礎空間數據注冊、地圖操作、圖層疊加操作與分析和空間決策方案可視化等功能。主要從三個方面進行可視化空間決策支持實例工作流運行結果或空間決策支持方案的可視化； 參加空間決策支持的空間數據的可視化；空間決策支持實例工作流運行結果。本發(fā)明利用網絡技術、地理信息(GIS)技術、決策支持等多種技術手段，來解決基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)中所涉及的多項技術難題。本發(fā)明將模型服務和數據服務都封裝成Web Service程序，并通過UDDI進行注冊，分別形成虛擬的模型庫和數據庫。利用模型服務管理系統(tǒng)進行模型服務的搜索與管理，利用數據服務管理系統(tǒng)進行數據服務的搜索和管理，利用流程式界面構建決策過程的框架流程，利用服務工作流控制技術保證決策流程的順利運行，為網絡模型共享和數據共享提供了暢通無阻的運行環(huán)境。其特征在于1.模型網絡共享利用系統(tǒng)的模型庫管理模型，將模型封裝成網絡服務，使得模型能夠在網絡環(huán)境下為廣大用戶提供共享服務，為數據分析提供了有用的工具。2.模型與數據的松耦合模型服務和數據服務多以封裝為ffeb krvices的形式出現，并分散在整個網絡中不同的服務器上，并通過Web Services工作流模型進行模型服務與數據服務之間的連接， 實現了模型與異構數據的集成和調用，達到模型與數據的松耦合。3.決策流程的可視化設計決策支持工作流模塊能方便地根據決策問題的求解過程創(chuàng)建新決策流程圖，并為流程圖中的每個階段指定所需要的模型和數據源，完成整個決策過程的設計運行；還可以對已有的流程圖進行修改。4.跨平臺運行能力決策支持資源多是以ffeb Services的形式，分散在網絡不同的服務器上，這使得系統(tǒng)具有很強的跨平臺運行能力，能夠將運行于不同軟硬件環(huán)境下的決策模型和空間數據服務程序集成起來，從而能充分發(fā)揮各種空間數據資源、分析模型資源，以及分布式計算軟硬件資源的共享優(yōu)勢，大幅度提高決策支持的效率。5.系統(tǒng)的可擴展性強系統(tǒng)的模型、數據管理機制，能在用戶使用系統(tǒng)解決面向行業(yè)專題應用問題時，實現專題決策支持模型和數據注冊；同時系統(tǒng)的功能擴展和管理模型能實現的系統(tǒng)無編程擴展。


圖1基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)的總體結構2基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)邏輯3基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)系統(tǒng)的功能結構4基于UDDI的注冊中心的分布式組織結構圖5實例模型注冊界面圖6實例數據注冊界面圖7實例決策工作流生成界面圖8實例決策結果可視化界面
具體實施例方式基于互聯網環(huán)境下的空間決策支持系統(tǒng)能調用分布于整個網絡中，由不同行業(yè)不同應用的用戶所提供和維護的各種數據和模型資源，來進行空間決策流程的設計與運行。圖1是系統(tǒng)的總體結構圖。如圖1所示，系統(tǒng)位于決策服務中心，它配備了虛擬的數據庫和模型庫，另外還有方法庫、知識庫、工具庫、實例庫等決策輔助庫，并通過相應的管理系統(tǒng)對它們進行維護與管理。決策支持界面是整個系統(tǒng)的操作界面，通過調用網絡環(huán)境下的模型資源、數據資源和其他各種資源，來搭建決策流程。系統(tǒng)通過服務語義解析引擎和服務工作流管理引擎，對決策流程的運行進行控制，保證決策過程的正常執(zhí)行。模型服務提供者和數據服務提供者將自己的服務封裝成Web krvice，然后通過UDDI進行注冊，成為模型庫和數據庫的內容，供廣大網絡用戶共享應用。數據服務提供者主要提供模型所需的空間數據，遵守OWS規(guī)范；模型服務提供者主要提供空間決策支持模型服務，它能夠通過決策服務器的UDDI服務智能地搜索所需數據服務，然后在服務工作流管理引擎控制下為用戶提供決策支持服務。根據系統(tǒng)的總體結構，可將系統(tǒng)按功能分為6個功能模塊，如圖3所示。包括系統(tǒng)注冊與管理模塊、模型注冊與管理模塊、數據注冊與管理模塊、實例注冊與管理模塊、決策工作流模塊和Web空間可視化模塊。所述的系統(tǒng)注冊與管理模塊，是利用用戶數據庫用來管理注冊用戶信息，主要包括用戶注冊、用戶管理、系統(tǒng)功能注冊擴展、系統(tǒng)功能管理等功能。用戶可以注冊自己的信息后登陸系統(tǒng)，管理員可以對數據庫中的注冊用戶信息進行管理。系統(tǒng)將標識不同級別的注冊用戶，為不同的用戶提供不同量級的服務，用戶可以根據權限進行資源注冊、決策支持實例工作流生成和定制專題決策支持系統(tǒng)功能。所述的模型注冊與管理模塊主要是對系統(tǒng)模型的管理，互聯網上發(fā)布的模型是通過該模塊注冊到系統(tǒng)中，包括模型注冊、模型查詢、模型元數據編輯、模型刪除、模型修改等功能。模型注冊功能用來接受注冊模型時所填寫模型的描述語義元數據，獲取相關模型的描述文檔和結構圖片等信息；同時還可以從系統(tǒng)數據庫中讀取已注冊模型信息。模型查詢采用單一查詢與多條件組合的查詢兩種方式根據查詢條件對系統(tǒng)模型庫中的模型進行檢索，顯示查詢結果，并允許對查詢結果進行瀏覽、修改、刪除操作。所述的數據注冊與管理模塊是對系統(tǒng)數據進行統(tǒng)一的管理，可將互聯網上發(fā)布的空間數據和非空間數據注冊到系統(tǒng)數據庫中，包括數據注冊、數據查詢、數據元數據編輯、 數據刪除、數據修改等功能。數據注冊功能是用來接受注冊數據的描述語義元數據、獲取相關數據的描述文檔、結構圖或快視圖；同時還可從數據庫中讀取已注冊數據的相關信息。數據查詢采用單一查詢與多條件組合的查詢兩種方式根據查詢條件對系統(tǒng)數據庫中的數據進行檢索，顯示查詢結果，并允許對查詢結果進行瀏覽、修改、刪除操作。所述實例注冊與管理模塊實現對系統(tǒng)實例的管理，可將經反復驗證比較成熟的決策實例注冊到系統(tǒng)數據庫中，包括實例注冊、實例查詢、實例元數據編輯、實例刪除、實例修改等功能。實例注冊用來獲取實例工作流文件的描述語義元數據、相關實例的描述文檔和實例工作流結構圖；同時可從數據庫中讀取已注冊實例的信息。實例查詢采用單一查詢與多條件組合的查詢兩種方式根據查詢條件對系統(tǒng)實例庫中的實例進行檢索，顯示查詢結果，并允許對查詢結果進行瀏覽、修改、刪除操作。所述決策工作流模塊能根據問題的求解過程繪制決策工作流，實現了決策支持實例工作流的圖形化生成、組合和編輯，以及決策支持工作流模型和數據的匹配，實現了讓決策者更為合理的使用決策支持資源。包括決策支持工作流可視化、決策支持工作流動態(tài)生成、決策支持工作流解析執(zhí)行、決策支持實例生成和注冊等功能。模塊建模界面包括三部分服務目錄樹、工具欄、視圖。服務目錄樹是樹狀的服務索引，每一個葉子節(jié)點都代表一個具體的服務，非葉子節(jié)點代表一類服務，它是抽象的；目錄樹有兩個，即模型服務目錄樹和空間數據服務目錄樹。工具欄提供了流程建模所需的對象，例如開始、并行、分支等按鈕。 視圖是將模型/數據服務和控制工具進行組合的窗口，其中的元素可以通過鼠標從服務目錄樹和工具欄拖拽來產生。模塊內部的解析引擎對生成的工作流進行解析，自動調用網絡中的相關模型和數據進行運算。工作流還可以通過決策支持實例生成和注冊功能注冊到系統(tǒng)的實例庫中。所述Web空間可視化模塊是對系統(tǒng)中注冊的空間數據和決策的結果的可視化操作，實現了空間數據的地圖渲染，包括基礎空間信息顯示、地圖操作、圖層疊加操作與分析和空間決策方案可視化等功能。具體的使用方法如下1.對決策問題進行分析，首先考慮到進行決策支持所需要的數據資源，對這些數據資源進行預處理，這些數據應盡量能夠滿足或蘊含對問題進行決策支持所需要的知識; 然后對專題問題設計相關模型，針對問題劃分模型的粒度，并按照標準設計好模型的接口， 然后采用Web Services封裝和發(fā)布模型；2.用戶通過互聯網訪問在Web服務器上的應用系統(tǒng)；3.登錄系統(tǒng)初次使用的用戶可進行用戶注冊；4.通過數據管理模型，將決策分析所需的數據服務注冊到系統(tǒng)的數據庫中；若系統(tǒng)數據庫已包括所有數據，可通過Web空間可視化模塊查看基礎的空間數據，并可進行基本的地圖操作；5.通過模型庫管理模塊，將問題求解過程中所需要的模型服務注冊到系統(tǒng)的模型庫中；若模型庫中已包括所有模型，可同過模型查詢，查看各模型的元數據等信息；6.進入決策支持工作流可視化模塊，根據問題的求解過程，繪制決策流程圖，流程中各個環(huán)節(jié)對網絡上的模型資源的選取、對數據資源的選取，以及模型與數據的捆綁等，生成決策流程；7.通過決策支持工作流程解析執(zhí)行，按決策流程求解問題，決策分析的結果通過互聯網以地圖或者圖表的形式反饋給用戶；8.若決策結果不能很全面的反映問題，用戶可根據自己的知識和經驗反復嘗試不同的決策支持資源組合，通過工具、經驗和試驗驗證，最終形成一個最佳的決策方案；9.最后，在實例管理模塊中用戶可以把該方案注冊到實例數據庫中。
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權利要求
1.一種基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)實現方法。具體方法為運行于決策服務中心的空間決策支持系統(tǒng)配備虛擬的數據庫和模型庫，另外還有方法庫、知識庫、工具庫、實例庫等決策輔助庫，通過可視化流程界面調用網絡環(huán)境下的模型資源、數據資源和其他各種資源，來搭建決策流程。利用模型注冊和管理模塊進行模型服務的搜索與管理，利用數據注冊和管理模塊進行數據服務的搜索和管理，利用決策工作流模塊構建決策過程的框架流程，空間工作流的順利執(zhí)行。為網絡模型共享和數據共享提供了暢通無阻的運行環(huán)境。
2.根據權利要求書1所述的基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)實現方法，其特征在于， 系統(tǒng)能利用注冊與管理模塊用來對系統(tǒng)用戶進行管理，主要包括用戶注冊、用戶管理、系統(tǒng)功能注冊擴展、系統(tǒng)功能管理等功能。用戶可以注冊自己的信息后登陸系統(tǒng)，管理員可以對數據庫中的注冊用戶信息進行管理，為不同的用戶提供不同量級的服務。
3.根據權利要求書1所述的基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)實現方法，其特征在于， 使用基于UDDI建立的服務器端的模型管理模塊對分布在互聯網上的模型進行統(tǒng)一的管理，包括模型注冊、模型查詢、模型元數據編輯、模型刪除、模型修改等功能。
4.根據權利要求書1所述的基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)實現方法，其特征在于， 基于UDDI建立的空間數據服務管理模塊是一個數據服務提供者注冊、發(fā)布地理信息服務的平臺。不同數據服務提供者可以在此數據庫中注冊自己的數據服務，以便為廣大用戶提供數據共享服務，包括數據注冊、數據查詢、數據元數據編輯、數據刪除、數據修改等功能。
5.根據權利要求書1所述的基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)實現方法，其特征在于， 實例注冊與管理模塊，對具體的決策流程進行管理，可以在需要的情況下快速找出已有的成熟決策實例。包括實例注冊、實例查詢、實例元數據編輯、實例刪除、實例修改等功能。
6.根據權利要求書1所述的基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)實現方法，其特征在于， 可視化的決策工作流模塊，它能調用網絡環(huán)境下的模型資源、數據資源和其他各種資源，來搭建決策流程，保證決策過程的正常執(zhí)行。包括決策支持工作流可視化、決策支持工作流動態(tài)生成、決策支持工作流解析執(zhí)行、決策支持實例生成和注冊等功能。
7.根據權利要求書1所述的基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)實現方法，其特征在于， Web空間可視化，它能從三個方面進行可視化空間決策支持實例工作流運行結果或空間決策支持方案的可視化；參加空間決策支持的空間數據的可視化；空間決策支持實例工作流運行結果。
8.根據權利要求書1所述的基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)實現方法，其特征在于， 系統(tǒng)按照下述步驟進行基于互聯網的空間決策支持實例化第一步對決策問題進行分析，考慮到進行決策支持所需要的數據資源和模型資源；第二步決策者通過互聯網訪問在Web服務器上的決策系統(tǒng)，注冊自己的信息后登陸系統(tǒng)；第三步將決策分析所需的數據服務注冊到系統(tǒng)的數據庫中；第四步將問題求解過程中所需要的模型服務注冊到系統(tǒng)的模型庫中；第五步根據問題的求解過程，繪制決策流程圖，流程中各個環(huán)節(jié)對網絡上的模型資源的選取、對數據資源的選取，以及模型與數據的捆綁等，生成決策流程；第六步解析執(zhí)行工作流，決策分析的結果通過互聯網以地圖或者圖表的形式反饋給決策者；第七步反復驗證修改決策流，獲取最佳決策工作流方案； 第八步注冊實例方案。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于互聯網的空間決策支持系統(tǒng)的實現方式，所述方法包括利用模型模塊進行模型服務的搜索與管理，利用數據模塊進行數據服務的搜索和管理，利用流程式界面構建決策過程的框架流程，利用服務工作流控制技術保證決策流程的順利運行。本發(fā)明提供了一種先進的決策環(huán)境，能夠對網絡環(huán)境下的數據和模型資源進行統(tǒng)一管理，從而能在需要時快速找到所需要的數據和模型，并在數據和模型之間進行捆綁式運算，為決策支持提供依據。同時，還具有很強的跨平臺運行能力，能夠將運行于不同軟硬件環(huán)境下的決策模型和空間數據服務程序集成起來，從而能充分發(fā)揮各種數據資源、模型資源以及分布式計算軟硬件資源的共享優(yōu)勢，提高決策支持的效率。
文檔編號G06F17/30GK102193958SQ20101027979
公開日2011年9月21日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權日2010年9月14日
發(fā)明者喬彥友 申請人:中國科學院遙感應用研究所